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VR·AR용 고해상도 디스플레이 대중화 마련…생기연, 세계 최고 수준 해상도 제조 기술 개발

2019-11-18박응서 기자

조관현 박사가 1867PPI급 OLED 소자를 광학현미경으로 확대해 모니터로 보여주고 있다. 사진제공 생기연

그동안 어둡고 선명도가 낮아 이용자 다수가 장시간 몰입에 불편을 겪은 가상현실(VR)과 증강현실(AR)용 디스플레이가 크게 개선될 전망이다.

한국생산기술연구원(이하 생기원)이 VR·AR용 OLED 화소를 유리 기판 위에서 RGB 방식으로 제조할 수 있는 공정기술을 개발해 세계 최고 수준인 1867PPI 해상도를 구현하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.

적·녹·청 유기물질을 순서대로 증착하는 OLED RGB 방식은 백색 OLED에 컬러필터를 적용하는 WOLED 방식보다 화소 집적도를 높이는 공정 개발이 어렵다. 하지만 밝기와 전력효율이 우수하다는 장점을 갖고 있다.

또 VR·AR용 고해상도 디스플레이는 기판 소재를 유리 기판으로 하면 실리콘 웨이퍼 기판보다 고해상도 구현에 불리하다. 하지만 생산단가가 낮아 대형 디스플레이 제작에 유리하다.

마이크로나노공정그룹 조관현 박사 연구팀은 RGB 방식과 유리 기판 방식의 장점을 살려 VR·AR에 적합한 고해상도 OLED 디스플레이 제조공정을 독자기술로 개발해냈다.

이번에 개발한 원천기술은 OLED 용액을 13.6㎛ 간격으로 담을 수 있도록 여러 개의 마이크로 채널로 구성한 특수용기와 채널 속에만 용액이 달라붙게 만든 선택적 표면처리 기법, 빛을 흡수해 열로 전환해주는 광열변환층이 핵심이다.

특수용기 위에 유리 기판을 놓은 다음, 그 아래에서 순간적으로 강한 빛을 내는 ‘제논 플래시 램프’를 작동하면 특수용기 속 광열변환층이 300℃ 이상의 열로 OLED 용액을 빠르게 기화시켜 정해진 간격대로 기판에 증착시키는 원리다.

이 기술의 가장 큰 장점은 대형화가 가능한 유리 기판에 VR·AR용 고해상도 OLED 디스플레이를 저렴하게 제작할 수 있다는 사실이다.

이에 고해상도 디스플레이를 대량 생산할 수 있어, 일반 이용자들이 넓어진 화면 시야각과 몰입감으로 어지럼증 없이 이용할 수 있을 것으로 기대된다. 그동안 낮은 해상도로 인해 발생하는 어지럼증은 VR·AR 대중화에 최대 걸림돌이었다.

조관현 박사는 “기존에 수행했던 광열변환 연구 경험과 노하우를 살려 유리 기판에 RGB 방식의 OLED를 최적 조건으로 증착시킬 수 있었다”며, “앞으로 수 ㎛ 크기의 소자를 만들 수 있는 미세전자기계시스템(MEMS) 공정을 활용해 2000~3000PPI까지 해상도를 높일 계획”이라고 말했다.

 

박응서 테크엠 기자   gopoong@techm.kr